十字滑台系统设计
十字滑台设计
目录1.序言 (2)2.技术要求 (2)2.1 设计题目 (2)2.2 技术数据 (2)2.3 设计要求 (2)3.总体结构设计 (2)3.1 丝杠选取 (3)3.1.1 计算动载荷 (3)3.2 滚珠丝杠副的选取 (4)3.2.1计算载荷 (4)3.2.2根据Ca选择滚珠丝杠副 (4)3.2.3计算额定动载荷计算值Ca (4)3.2.4滚珠丝杠副校核 (5)3.3稳定性运算 (5)3.3.1计算临界转速n (5)K3.3.2压杆稳定性计算 (6)3.4 滚动导轨 (6)3.4.1计算行程长度寿命 Ts (6)3.4.2计算动载荷C………………………………………………………6、j3.5 选取电机 (8)3.5.1 电机的初选 (8)3.5.2 步进电机转动的校核 (8)4.结语 (11)5.参考文献 (11)1.序言X-Y数控工作台机电系统设计是一个开环控制系统,其结构简单。
实现方便而且能够保证一定的精度。
降低成本,是微机控制技术的最简单的应用。
它充分的利用了危机的软件硬件功能以实现对机床的控制;使机床的加工范围扩大,精度和可靠性进一步得到提高。
X-Y数控工作台机电系统设计是利用8031单片机,及2764,6264存储器及8155芯片等硬件组成,在控制系统的硬件上编写一定的程序以实现一定的加工功能。
其基本思想是:通过圆弧或者直线插补程序以实现对零件进行几何加工,每进行一段加工都要产生一定的脉冲以驱动电机正反转,同时通过8155(1)将相应的加工进刀信息送至刀架库中以实现以之相应的走刀,电机和刀具的相对运动所以实现了刀具对工件的加工。
该控制系统采用软件中断控制系统结构及子程序结构简单，条件明确在经济型数控中应用较多。
中断结构采用模块化结构设计因为这种结构便于修改和扩充，编制较为方便，便于向多处理方向发展。
X-Y数控工作台机电系统设计采用步进电机作为驱动装置。
步进电机是一个将脉冲信号转移成角位移的机电式数模转换器装置。
《十字滑台机电一体化系统》电气部分课程设计
1
2
3
4
A 建议3X2.5mm2 BK
3-AC380V 50Hz N
B PE
电源开关
QS1
L01 1
2
L02 3
4
L03 5
6
16A
主轴电动机
QS2
10A
135
246
T2
S2
R2
C
变频器
设备界线
W1
V1
U1
D
3X1.5mm BK
(U20) (V20) 2 U2 (W20) V2 W2
3X0.5mm BK
A+ 3
A4
B+ 5
B6
A
AC
C
B
D
BD
电机
60BYGH802AA 混合步进电机
数控系统与驱动器及X轴步进电机连接原理图
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
XS10
1,2, 24VG 14,15,
1,2, 14,15,
I19 16
16 X2.3
I18 4
4 X2.2
B
I17 17
二、课程设计控制要求
1、电源输入线：2相380VAC+地线； 2、数控系统：华中HNC-21MD； 3、进给轴系统：
混合步进电动机：60BYGH802AA； 驱动器：2HB404D； 滚珠丝杆导程：5mm； 4、进给轴最小位移量≤0.5μm； 5、要有硬超程保护和显示超程轴及方向 的报警信息。
三、图纸设计举例说明
A
Y0.7
Y0.5
Y1.1
Y1.4 Y1.0
十字滑台设计方案
十字滑台设计方案引言十字滑台是一种常用于机械系统中的运动机构，它具有简单、可靠、高精度等特点，被广泛应用于各种工业机械中。
本文将介绍一个十字滑台的设计方案，包括设计原理、结构和材料选用等内容。
设计原理十字滑台的设计原理基于直线运动与旋转运动的组合，通过多个组件的协同工作，实现平移和转动的综合运动。
其主要由导轨、滑块、连接杆、传动杆等组成。
首先，导轨是十字滑台的基础组件，用于固定与支撑滑块。
导轨一般采用高强度的金属材料制造，如铝合金或不锈钢。
导轨具有高精度的加工要求，以保证滑块的平稳移动。
滑块是十字滑台的核心组件，它与导轨相配合，在导轨上实现平移运动。
滑块一般采用铝合金材料，具有良好的刚性和耐磨性。
滑块内部可以设置滚珠轴承或直线导轨轮等零部件，以提高平移的精度和稳定性。
连接杆用于将滑块与传动杆连接起来，使得滑块的平移运动可以通过传动杆传递给被控制的机构。
连接杆的长度和角度需要根据具体应用要求进行设计。
传动杆用于将导轨和滑块的平移运动转化为旋转运动。
传动杆可以采用螺旋齿轮、伞齿轮等传动机构，确保导轨的平稳、可靠运动。
结构设计十字滑台的结构设计需要考虑以下几个方面：滑块的尺寸和形状、连接杆的长度和角度、传动杆的类型和传动比、导轨的选用和固定等。
滑块的尺寸和形状需要根据具体应用场景和被控制的机构来确定。
一般来说，滑块越大，能够承载的负荷越大，但滑动阻力也相应增大。
滑块的形状可以根据导轨的形状来设计，常见的有槽型、V型等。
连接杆的长度和角度需要根据被控制的机构的位置和运动要求来确定。
连接杆的长度需要考虑机构之间的安全距离，保证工作过程中的安全性。
传动杆的类型和传动比需要根据具体应用的平移和旋转运动要求来选择。
螺旋齿轮传动可以实现高精度的转动，而伞齿轮传动则适用于大负荷、高速运动的场景。
传动比的选取要根据实际要求进行计算和优化。
导轨的选用和固定需要考虑滑块的平稳移动和固定的稳定性。
根据滑块的尺寸、负荷和运动方式来选择合适的导轨类型，如滑动导轨、滚动导轨等。
中衡十字滑台【设计明细】
目录1.序言 (2)2.技术要求 (2)2.1 设计题目 (2)2.2 技术数据 (2)2.3 设计要求 (2)3.总体结构设计 (2)3.1 丝杠选取 (3)3.1.1 计算动载荷 (3)3.2 滚珠丝杠副的选取 (4)3.2.1计算载荷 (4)3.2.2根据Ca选择滚珠丝杠副 (4)3.2.3计算额定动载荷计算值Ca (4)3.2.4滚珠丝杠副校核 (5)3.3稳定性运算 (5)3.3.1计算临界转速n (5)K3.3.2压杆稳定性计算 (6)3.4 滚动导轨 (6)3.4.1计算行程长度寿命 Ts (6)3.4.2计算动载荷C………………………………………………………6、j3.5 选取电机 (8)3.5.1 电机的初选 (8)3.5.2 步进电机转动的校核 (8)4.结语 (11)5.参考文献 (11)1.序言X-Y数控工作台机电系统设计是一个开环控制系统,其结构简单。
实现方便而且能够保证一定的精度。
降低成本,是微机控制技术的最简单的应用。
它充分的利用了危机的软件硬件功能以实现对机床的控制;使机床的加工范围扩大,精度和可靠性进一步得到提高。
X-Y数控工作台机电系统设计是利用8031单片机,及2764,6264存储器及8155芯片等硬件组成,在控制系统的硬件上编写一定的程序以实现一定的加工功能。
其基本思想是:通过圆弧或者直线插补程序以实现对零件进行几何加工,每进行一段加工都要产生一定的脉冲以驱动电机正反转,同时通过8155(1)将相应的加工进刀信息送至刀架库中以实现以之相应的走刀,电机和刀具的相对运动所以实现了刀具对工件的加工。
该控制系统采用软件中断控制系统结构及子程序结构简单，条件明确在经济型数控中应用较多。
中断结构采用模块化结构设计因为这种结构便于修改和扩充，编制较为方便，便于向多处理方向发展。
X-Y数控工作台机电系统设计采用步进电机作为驱动装置。
步进电机是一个将脉冲信号转移成角位移的机电式数模转换器装置。
十字滑台设计
重庆理工大学课程设计X-Y数控工作台的机电系统设计学院：重庆机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：机电 2班教师：张明德学号：学生：目录1、引言： (3)2、设计任务 (4)3、总体方案的确定 (4)3.1 机械传动部件的选择 (4)3.1.1导轨副的选用3.1.2丝杠螺母副的选用3.1.3减速装置的选用3.2 控制系统的设计 (5)3.3 绘制总体方案图 (5)4、机械传动部件的计算与选型 (6)4.1 导轨上移动部件的重量估算 (6)4.2 铣削力的计算 (6)5、直线滚动导轨副的计算与选型（纵向） (6)F的计算及导轨型号的选取5.1 块承受工作载荷max5.2 距离额定寿命L的计算6、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (7)6.1 最大工作载荷Fm的计算6.2 最大动工作载荷FQ的计算6.3 初选型号6.4 传动效率η的计算6.5 刚度的验算6.6 压杆稳定性校核7、步进电动机减速箱的选用 (9)8、步进电动机的计算与选型 (9)8.1 转矩的计算8.2.等效转动惯量的计算8.3速度的验算9、进给传动系统示图 (12)参考文献 (12)X-Y数控工作台机电系统设计1.引言：现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。
在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
X-Y数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件，如数控车床的纵—横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。
模块化的X-Y数控工作台，通常由导轨座、移动滑块、工作、滚珠丝杠螺母副，以及步进电动机等部件构成。
其中步进电动机做执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在X、Y方向的直线移动。
数控机床双坐标十字滑台(“设计”文档)共10张
• 2、G00，G01，G02功能程序实现
• 6、插补原理及程序设计。
•
G指令是在数控系统中插补运算之前需求
预先规定，为插补运算做好预备的工艺指令。
其指令代码从G00至G99共100种，本设计用 到G00，G01和G02。其中，G00为定点位、 G01为直线插补、G 02为顺时针方向圆弧插 补。设计要求运用51系列单片机作为控制中 心实现直线与圆弧插补的G功能。
• 2、G00功能实现程序代码一份， 并根据分组情况实现G01或G02 功能程序代码，要求完成程序代 码清单及程序代码注释；
• 3、设计阐明书一份，详细阐明设计 实际根底、实现方法及控制系统各个 关键参数。单片机运用系统的设计包 括总体设计、硬件设计、软件设计、 在线调试、产品化等几个阶段，这几 个阶段并不都是绝对划分的，有时也 是交叉进展的。
2、设计方案论证后查阅资料。
方法。通常由主 设计要求运用51系列单片机作为控制中心实现直线与圆弧插补的G功能。
以8051单片机系列芯片作为系统的控制中心，担任接纳操作指令，并根据输入的指令控制步进电机的运动，扩展程序存储器、数据存储器、键
程序和假设干个 盘显器示接口及其它并行控制接口，构成完好的控制系统。 中断效力程序所 构成，
• 模块化程序设计技术
• 1、每个模块不宜太 大；
• 2、各个模块间在逻 辑相对独立；
• 3、对简单的义务不 用采用模块化；
• 4、尽量运用已有的 模块。
• 程序设计过程 • 1、建立数学模型 • 2、绘制程序流程图 • 3、编写程序 • 4、程序的汇编、调
试和固化
插补原理
十字滑台系统设计
重庆理工大学机电一体化课程设计X-Y水平十字滑台说明书班级：学号：专业：机械设计制造及其自动化姓名：教师：时间：2015年6月22日-7月10日目录一、设计目的 (2)二、设计任务 (2)三、总体方案的确定 (3)1、机械传动部件的选择 (3)2、控制系统的设计 (4)四、机械传动部件的计算与选型 (4)1、导轨上移动部件的重量估算 (4)2、铣削力的计算 (4)3、直线滚动导轨副的计算与选型 (7)4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9)5、步进电动机减速箱的选用 (13)6、步进电动机的计算与选型 (13)7、增量式旋转编码器的选用 (19)8、步进电机驱动器的选择 (19)9、联轴器的选择 (21)五、工作台机械装配图的绘制 (22)六、工作台控制系统的设计 (22)七、十字滑台运动控制程序的编制 (22)八、结语 (25)参考文献 (26)一、设计目的课程设计是一个重要的时间性教学环节，要求学生综合的运用所学的理论知识，独立进行设计训练，主要目的：1、通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其思想知识，学习总体的方案拟定，分析与比较的方法。
2、通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算及选用的方式3、培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想4、锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力二、设计任务1、设计题目X-Y数控工作台机电系统设计2、任务设计一种供立式数控铣床使用的X-Y数控工作台。
要求可以设定工作台的运动速度，实现正向/反向点动、正向/反向连续运动、启动、停止、急停、软硬限位等功能。
3、主要设计参数1.立铣刀最大直径d=16mm2.立铣刀齿数Z=33.最大铣削宽度a c=10mm4.最大铣削深度a p=8mm5.加工材料为碳素钢6.X，Y方向的脉冲当量都为0.01mm/脉冲7.X，Y方向的定位精度都为±0.02mm8.工作台面尺寸为350mm×350mm,加工范围为450mm×450mm9.X,Y方向工作台空载最快移动速度都为2500mm/min10. X，Y方向工作台进给速度都为400mm/min三、总体方案的确定 1、机械传动部件的选择（1）导轨副的选用要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床，需要承载的载荷不大，但脉冲当量小(pmm y x /01.0==δδ)，定位精度高（max max 400/minx f y f v v mm ==），因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。
机床十字滑台欧姆龙CP1H plc控制系统设计
陕西国防工业职业技术学院SHAANXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 毕业设计论文题目机床十字滑台控制系统设计专业供用电技术班级供电3101姓名孙争龙学号 27310115指导教师沈博二○一二年十二月二十五日毕业设计任务书专业: 供用电技术班级: 供电3101 学生签名: 孙争龙一、设计题目机床十字滑台控制系统设计二、设计内容要求和技术参数1．构建控制系统模型。
2．确定主要控制、执行元件及其型号。
3．绘制电气控制原理图及接线图。
4．设计PLC程序。
5．配置执行元件控制器参数。
6．系统状态、精度分析。
三、设计应完成的技术资料1．系统模型示意图2．PLC控制程序3．控制器参数调试清单4．电气控制原理图5．系统说明书6．毕业设计说明书四、设计考核的主要知识与技能1．培养学生的团队意识，严格、认真、一丝不苟的科学精神，勇于探索的创新精神2．考核学生系统构建能力3．考核学生PLC程序设计能力及伺服、步进电机及其控制器的应用能力4．考核学生对电力拖动控制领域的了解五、设计的主要内容本项目是机加行业典型的定位控制系统，以PLC为主控元件,完成对伺服电机或步进电机的实时控制。
设计主要完成PLC控制程序，控制器参数设置及PLC与控制器的连接方式，最终形成系统及其说明书，并完成毕业设计论文。
六、设计时间:年月日至年月日七、指导教师签名: 沈博毕业设计进度表和平时考核学生签名:孙争龙班级:供电3101平时成绩:指导教师签名:2006年11月6日指导教师评语和评分意见学生姓名:评语:评分:指导教师签名:年月日设计、答辩考核以及毕业设计总成绩学生班级: 供电3101 学号27310115 姓名孙争龙1.设计评语:指导教师签字年月日2.答辩评语:3.毕业设计总成绩:根据学生平时表现、指导教师评语意见，经答辩小组考核，综合评定该生毕业设计成绩为。
答辩小组:组长签名组员签名年月日题目: 机床十字滑台控制系统设计专业:供用电技术班级:供电3101作者:孙争龙指导教师:沈博摘要本篇文章主要进行欧姆龙的CP1H可编程序控制器的十字滑台控制系统的设计。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
重庆理工大学
机电一体化课程设计X-Y水平十字滑台
说明书
班级：
学号：
专业：机械设计制造及其自动化
姓名：
教师：
时间：2015年6月22日-7月10日
目录
一、设计目的.......................................................................................................
二、设计任务 (2)
三、总体方案的确定 (3)
1、机械传动部件的选择 (3)
2、控制系统的设计 (4)
四、机械传动部件的计算与选型 (4)
1、导轨上移动部件的重量估算 (4)
2、铣削力的计算 (4)
3、直线滚动导轨副的计算与选型 (7)
4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9)
5、步进电动机减速箱的选用 (13)
6、步进电动机的计算与选型 (13)
7、增量式旋转编码器的选用 (19)
8、步进电机驱动器的选择 (19)
9、联轴器的选择 (21)
五、工作台机械装配图的绘制 (22)
六、工作台控制系统的设计 (22)
七、十字滑台运动控制程序的编制 (22)
八、结语 (25)
参考文献........................................................................................................................... (26)
三、总体方案的确定 1、机械传动部件的选择
（1）导轨副的选用
要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床，需要承载的载荷不大，但脉冲当量小(p
mm y x /01.0==δδ)，定位精度
高（
max max 400/min
x f y f v v mm ==），因此，决定选用直线
滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。
选直线滚动导轨副
（2）丝杠螺母副的选用
伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，要满足0.01mm 的脉冲当量和±0.01mm 的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。
滚珠丝杠副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙，而且滚珠丝杠已经系列化，选用非常方便，有利于提高开发效率。
选滚动丝杠螺母副
（3）减速装置的选用
选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消除间隙机构。
拟采用减速器 （4）伺服电动机的选用
任务书规定的脉冲当量尚未达到0.001mm ，定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有2500mm/min 。
因此，本设计不必采用高档次的伺服电动机，如交流伺服电动机或直流伺服电动机等，可以选用性能好一些的步进电动机，如混合式步进电动机，以降低成本，提高性价比。
伺服电机选步进电机
（5）检测装置的选用
选用步进电动机作为伺服电动机后，可选开环控制，也可选闭环控制。
任务书所给精度对于步进电动机来说还是偏高的，为了确保电动机在运转过程中不受切削负载和电网的影响而失步，决定采用半闭环控制，并在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。
增量式旋转编码器的分辨率应与步进电动机的步距角相匹配。
考虑到X 、Y 两个方向的加工范围相同，承受的工作载荷相差不大，为了减少设计工作量，X 、Y 两个坐标的导轨副、丝杠螺母副、减速装置、伺服电动机，以及检测装置拟采用相同的型号与
检测装置的选用：增量式旋转编码器
八、结语：
为期三个星期的课程设计转瞬即逝，通过紧张的计算和设计，我顺利的完成了此次机电一体化系统设计的课程设计。
《机电一体化系统设计》是一门综合性课程，它是一门机械技术与微电子技术的交叉学科。
随着机械技术、微电子技术的飞速发展，机械技术与微电子技术的相互渗透越来越快。
本次设计的数控十字滑台就是机电有机结合的产品。
在设计过程阶段，遇到了许多困难。
在老师和同学的帮助下，最终把问题一一解决了。
在做控制系统设计时遇到了较大的难题。
由于以前对微机计算机控制部分知识没有掌握扎实，所以在控制程序设计也比较困难。
通过本次课程设计之后也使自己更深一步的了解程序编写。
通过本次课程设计之后，使自己对课本上的东西有更加深刻的的认识。
由于自己的能力有限，设计中难免也存在不少细节上的错误，希望老师指出改正。
感谢老师在这段时间对我们耐心的指导，使我懂得了学以致用的道理，我也因此明白了理论联系实际的重要性。
九、参考文献
【1】姜培刚，盖玉先机电一体化系统设计【M】机械工业出版社，2003.9
【2】杨裕根，诸世敏现代工程图学【M】北京邮电大学出版社，2007
【3】尹志强、王玉林机电一体化系统设计课程设计指导书[M] 机械工业出版社，2010
【4】高林、周海燕Visual Basic 6.0程序设计教程【M】人民邮电出版社，2003.7
【5】（美）Scott Warner 着Visual Basic 6.0程序教程汉明工作室译【M】人民邮电出版社，1999.8
【6】leetro MPC2810运动控制卡用户手册【M】乐创自动化有限公司
【7】leetro MPC2810运动控制卡编程手册【M】乐创自动化有限公司。